Fases en el desarrollo de un proyecto de control
De ISAwiki
(Diferencia entre revisiones)
m |
m |
||
(No se muestran 13 ediciones intermedias realizadas por un usuario) | |||
Línea 1: | Línea 1: | ||
[[Category:Principios de diseño y casos de estudio]] | [[Category:Principios de diseño y casos de estudio]] | ||
+ | |||
+ | Consultar Franklin et al, Tema 10 | ||
+ | |||
;1. Comprender el proceso: | ;1. Comprender el proceso: | ||
− | * | + | * Trasladar las especificaciones dinámicas al lenguaje del Control en términos de tiempo, frecuencia y especificaciones polo-cero |
− | * | + | * Identificar variables: |
− | ;Seleccionar los sensores: | + | ::variables medibles, |
− | *Número de sensores (observabilidad) | + | ::variables de control |
− | *Localización | + | ::perturbaciones |
− | *Tecnología (eléctrica, magnética, mecánica, óptica,...) | + | * determinar las limitaciones del modelo de pequeña señal (linealizado) |
− | *Especificaciones funcionales (precisión, sensibilidad, dinámica) | + | |
− | *Factores de calidad: disponibilidad, durabilidad, mantenimiento... | + | |
− | *Propiedades físicas: peso, tamaño, ... | + | ;2. Seleccionar los sensores: |
− | *Coste | + | * ¿Qué variables pueden ser influenciadas? |
+ | * Número de sensores (observabilidad) | ||
+ | * Localización | ||
+ | * Tecnología (eléctrica, magnética, mecánica, óptica,...) | ||
+ | * Especificaciones funcionales (precisión, sensibilidad, dinámica) | ||
+ | * Factores de calidad: disponibilidad, durabilidad, mantenimiento... | ||
+ | * Propiedades físicas: peso, tamaño, ... | ||
+ | * Coste | ||
+ | |||
+ | |||
;3. Selección de actuadores: | ;3. Selección de actuadores: | ||
* Número de actuadores (controlabilidad) | * Número de actuadores (controlabilidad) | ||
Línea 19: | Línea 31: | ||
* Factores de calidad: Fiabilidad, durabilidad, mantenimiento | * Factores de calidad: Fiabilidad, durabilidad, mantenimiento | ||
* Coste | * Coste | ||
+ | |||
;4. Obtención de un modelo lineal: | ;4. Obtención de un modelo lineal: | ||
− | * | + | * Identificar punto de equilibrio adecuado |
+ | * Construir modelo de pequeña señal (linealización) | ||
* Cuantificar la incertidumbre y su impacto en el control | * Cuantificar la incertidumbre y su impacto en el control | ||
+ | * Debe ser válido en el rango de frecuencias de trabajo | ||
* Validación contra datos experimentales | * Validación contra datos experimentales | ||
* Representaciones (polo-cero, frecuencia, espacio de estados) | * Representaciones (polo-cero, frecuencia, espacio de estados) | ||
+ | |||
+ | |||
;5. Diseño básico inicial (PID o adelanto-atraso): | ;5. Diseño básico inicial (PID o adelanto-atraso): | ||
* Técnicas rápidas (Ziegler Nichols, Coon-Cohen...) | * Técnicas rápidas (Ziegler Nichols, Coon-Cohen...) | ||
Línea 31: | Línea 48: | ||
:: Control en cascada | :: Control en cascada | ||
:: Acción diferencial en la realimentación... | :: Acción diferencial en la realimentación... | ||
+ | |||
+ | |||
;6. Evaluar/Modificar la planta (codiseño de proceso y control): | ;6. Evaluar/Modificar la planta (codiseño de proceso y control): | ||
+ | * Evaluar las fuentes de comportamientos no deseados. | ||
* Modificaciones en la planta que hagan más simple el control (ayudándolo o sustituyendo parte del mismo): | * Modificaciones en la planta que hagan más simple el control (ayudándolo o sustituyendo parte del mismo): | ||
− | * | + | * Introducción de elementos de amortiguación pasivos |
− | * | + | * Modificación de la estructura mecánica |
+ | * Mover sensores | ||
+ | * Reconsiderar la tecnología de actuadores (ej. eléctrico vs. hidráulico) | ||
+ | * Buscar retardos en la cadena sensor-controlador-actuador | ||
+ | |||
+ | |||
;7. Diseño óptimo: | ;7. Diseño óptimo: | ||
* Lugar de las raíces simétrico (SRL) | * Lugar de las raíces simétrico (SRL) | ||
+ | * Funciones <code>lqe, lqr</code> | ||
* Ajuste de parámetros: controlador de estructura fija + función de coste | * Ajuste de parámetros: controlador de estructura fija + función de coste | ||
+ | |||
+ | |||
;8. Construir un modelo de computador: | ;8. Construir un modelo de computador: | ||
− | * | + | * Evaluar el comportamiento del diseño a través de la simulación |
* Controlador lineal | * Controlador lineal | ||
* Modelo no linal | * Modelo no linal | ||
− | * | + | * Otras no linealidades (saturaciones, etc) |
− | * | + | * Otros elementos (perturbaciones, tiempos muertos...) |
− | * | + | * Variaciones realistas en los parámetros |
* Análisis lineal del conjunto a través de modelos de pequeña perturbación (ej. linear analysis de simulink) | * Análisis lineal del conjunto a través de modelos de pequeña perturbación (ej. linear analysis de simulink) | ||
* Ajuste fino del controlador y/o la planta (a mano o automatizado) | * Ajuste fino del controlador y/o la planta (a mano o automatizado) | ||
+ | |||
+ | |||
;9. Construir prototipo real: | ;9. Construir prototipo real: | ||
− | * | + | * Estudiar comportamientos inesperados (modos de vibración, etc.) |
− | * | + | * Reconsiderar sensor, actuador, etc. |
Última revisión de 19:47 26 feb 2009
Consultar Franklin et al, Tema 10
- 1. Comprender el proceso
- Trasladar las especificaciones dinámicas al lenguaje del Control en términos de tiempo, frecuencia y especificaciones polo-cero
- Identificar variables:
- variables medibles,
- variables de control
- perturbaciones
- determinar las limitaciones del modelo de pequeña señal (linealizado)
- 2. Seleccionar los sensores
- ¿Qué variables pueden ser influenciadas?
- Número de sensores (observabilidad)
- Localización
- Tecnología (eléctrica, magnética, mecánica, óptica,...)
- Especificaciones funcionales (precisión, sensibilidad, dinámica)
- Factores de calidad: disponibilidad, durabilidad, mantenimiento...
- Propiedades físicas: peso, tamaño, ...
- Coste
- 3. Selección de actuadores
- Número de actuadores (controlabilidad)
- Localización
- Tecnología (eléctrica, hidráulica, neumática, térmica...)
- Especificaciones funcionales (fuerza máxima, rango, slew-rate, potencia, eficiencia...)
- Propiedades físicas: Peso, tamaño,...
- Factores de calidad: Fiabilidad, durabilidad, mantenimiento
- Coste
- 4. Obtención de un modelo lineal
- Identificar punto de equilibrio adecuado
- Construir modelo de pequeña señal (linealización)
- Cuantificar la incertidumbre y su impacto en el control
- Debe ser válido en el rango de frecuencias de trabajo
- Validación contra datos experimentales
- Representaciones (polo-cero, frecuencia, espacio de estados)
- 5. Diseño básico inicial (PID o adelanto-atraso)
- Técnicas rápidas (Ziegler Nichols, Coon-Cohen...)
- Uso conjunto y simultáneo de Lugar de las Raíces y Frecuencia
- Evaluar uso de posibles topologías de control:
- Diseño de compensación feedforward (prealimentación de perturbaciones medibles)
- Control en cascada
- Acción diferencial en la realimentación...
- 6. Evaluar/Modificar la planta (codiseño de proceso y control)
- Evaluar las fuentes de comportamientos no deseados.
- Modificaciones en la planta que hagan más simple el control (ayudándolo o sustituyendo parte del mismo):
- Introducción de elementos de amortiguación pasivos
- Modificación de la estructura mecánica
- Mover sensores
- Reconsiderar la tecnología de actuadores (ej. eléctrico vs. hidráulico)
- Buscar retardos en la cadena sensor-controlador-actuador
- 7. Diseño óptimo
- Lugar de las raíces simétrico (SRL)
- Funciones
lqe, lqr
- Ajuste de parámetros: controlador de estructura fija + función de coste
- 8. Construir un modelo de computador
- Evaluar el comportamiento del diseño a través de la simulación
- Controlador lineal
- Modelo no linal
- Otras no linealidades (saturaciones, etc)
- Otros elementos (perturbaciones, tiempos muertos...)
- Variaciones realistas en los parámetros
- Análisis lineal del conjunto a través de modelos de pequeña perturbación (ej. linear analysis de simulink)
- Ajuste fino del controlador y/o la planta (a mano o automatizado)
- 9. Construir prototipo real
- Estudiar comportamientos inesperados (modos de vibración, etc.)
- Reconsiderar sensor, actuador, etc.